Aktuální vydání

celé číslo

11

2017

PLC, průmyslové počítače, operátorské panely, I/O moduly

celé číslo

Kamera rozpozná nezdravé pracovní pohyby pracovníka

Nová technika vyvíjená v rámci projektu WorkCam umožní snímat pohyby pracovníka bez jakýchkoliv orientačních značek či snímačů na jeho těle či oděvu, výhradně prostřednictvím digitálních 3D kamer, a pohyby bezprostředně analyzovat a posoudit jejich ergonomičnost, což dosavadní metody neumožňují. 

„Pozor, tento pohyb způsobí bolesti zad“ – tak by mohl v budoucnu varovat digitální asistent pracovníka při montáži. Odborníci z Institutu pro integrovanou výrobu v Hannoveru (Institut für Integrierte Produktion Han­nover GmbH – IPH) vyvíjejí kamerový systém, který sleduje dělníky při montáži a upozorní je na neergonomické pracovní pohyby. Bolesti zad, problémy s koleny, záněty šlach rukou apod. mají jedno společné: jsou důsledkem nevhodných pohybů při pracovních činnostech, patří k nejčastějším příčinám pracovní neschopnosti a mohou způsobit i dlouhodobé onemocnění pracovníka.

Pro ochranu provozních pracovníků v průmyslu i jinde před riziky tohoto druhu pracují výzkumníci v ústavu IPH při řešení výzkumného projektu WorkCam na vývoji zařízení umožňujícího posoudit ergonomii pracovních pohybů (obr. 1, obr. 2). Základem jimi vyvíjeného zařízení je kamerový systém s digitálním zpracováním obrazových dat, který bezdotykově snímá průběhy pracovních pohybů a po jejich analýze pomáhá korigovat nezdravé držení a pohyby těla a končetin pracovníka. 

Ergonomie je posuzována v reálném čase

Důležité je, že posouzení ergonomie pracovních pohybů probíhá v reálném čase a je založeno výhradně na využití obrazových dat z kamer s prostorovým snímáním scény (3D). Pracovní pohyby, které pracovníci v pracovním procesu vykonávají, jsou dosud snímány a analyzovány složitými a nákladnými metodami. Pracovníci musí mít při těchto experimentech na sobě speciální oděv, opatřený orien­tačními značkami a snímači, umožňujícími počítači stanovit polohu rukou, loktů, ramen i jiných částí těla. To ruší při práci. Nové zařízení nevyžaduje žádné orientační značky (markery) ani snímače a ke snímání pohybů těla i končetin pracovníka využívá výhradně 3D kamery.

Nová technika navíc dovoluje pracovní pohyby pracovníka bezprostředně analyzovat a vyhodnocovat. Také toto dosavadní metody neumožňují – dovolují pouze natočit videozáznam a následně ho zpracovat. Aby bylo možné určit, nakolik jsou na něm zaznamenané pracovní pohyby ergonomické, musí záznamy z experimentu následně posoudit expert. To je drahé pro podniky a nevýhodné pro pracovníky, kteří musí čekat na výsledek často dny i týdny. Nový kamerový systém pracovní pohyby automaticky analyzuje v reálném čase. Přitom nejenom rozpozná neergonomické pohyby, ale nabídne také alternativy. Pracovníci podstupující sledování tak dostanou okamžitě přímou zpětnovazební informaci a mohou nezdravé pracovní pohyby ihned korigovat. 

Správné pracovní pohyby lze natrénovat již při zapracovávání

Správné pracovní pohyby pro různé operace si tak pracovníci mohou osvojit již ve fázi zapracovávání na dané pozici s možností se později kdykoliv nechat znovu přezkoušet. Podniky tak mohou systém využít k trvalému udržení vysoké výkonnosti svých zaměstnanců bez jejich nezdravého fyzického přetěžování, a to i plíživého, prvním pohledem jen obtížně zjistitelného. Dělníci zůstávají na montáži delší dobu v dobré kondici, neunaví se tak rychle a jsou méně často v pracovní neschopnosti. Zejména v dobách citelného nedostatku odborných pracovních sil je toto pro podniky stále důležitější.

Nová technika pro posuzování správné ergonomie pracovních pohybů je velmi vhodná i pro malé a středně velké podniky. Protože nejsou nutné drahé snímače a nevznikají výdaje za expertní vyhodnocení záznamů, bude v budoucnu možné posuzovat ergonomii pohybů rychleji a levněji. K postupnému posouzení všech pracovišť v montážní hale navíc stačí jediný kamerový systém. „Vyvíjíme mobilní systém. Jakmile si pracovník správné pohyby dostatečně osvojí, lze kamery odmontovat a použít je na jiném pracovišti v montážní hale,“ říká Sebastian Brede, vedoucí projektu v ústavu IPH. 

Efektivní dělba práce

Při řešení výzkumného projektu WorkCam (s celým názvem Echtzeitfähige und kamerabasierte Ergonomiebewertung und Maßnahmenableitung in der Montage) spolupracuje ústav IPH s Ústavem pro tovární zařízení a logistiku (Institut für Fabrikanlagen und Logistik – IFA) Leibnizovy univerzity v Han­noveru. Zatímco se výzkumníci a vývojáři ústavu IFA koncentrují na vývoj softwaru pro vyhodnocování ergonomie pracovních pohybů, odborníci z ústavu IPH odpovídají za vývoj hardwaru kamerového systému a za vyhodnocení 3D obrazových dat. Práce na projektu WorkCam započaly 1. dubna 2017 a ukončeny mají být do konce března 2019 – do té doby chtějí odborníci obou ústavů sestavit prototyp nového zařízení a podrobit ho zkouškám v reálných provozních podmínkách u partnerů projektu z průmyslu.

[Ergonomie am Arbeitsplatz: Kamera erkennt ungesunde Bewegungen. Pressemitteilung Fraunhofer IPH, 24. 4. 2017.] 

Ing. Karel Kabeš

Obr. 1. Aby mohl bez rizika soustavně provádět náročnou montáž nad hlavou, musí pracovník vykonával ergonomické pohyby (foto: Department for Business/Creative Commons)

Obr. 2. Ergonomicky správné pohyby jsou důležité i při filigránských činnostech (foto: CC0 Public Domain)